Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
состоя-
л/;. NZf
лежать 193
4
Если концентрация компонента А в двухкомпонентном растворе M определяется самой точкой Ж, то концентрации ?а, Sb и Ic компокентоа А.В и С в образующихся трехкомпо-нентных смесях N4 N1, N9, N$,... определяются так, как это показано на фиг. 64 для смеси N.
3. КРИВАЯ РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМЫ ДВУХКОМПОНЕНТНОЕ
СЫРЬЕ—РАСТВОРИТЕЛЬ
Возьмем некоторое количество сырья M л*3, состоящего из взаимно растворимых компонентов А и В. Объемное содержание^ компонента А в сырье обозначим через хм (содержание компонента В в сырье будет равно 1—хм). Обозначим это сырье на треугольной диаграмме через M (фиг. 65).
Фиг. 65
*.
Начнем это сырье смешивать с растворителем (обозначаемым через С), в качестве которого возьмем вещество, хорошо растворяющее один компонент сырья, например, компонент В и плохо растворяющее другой компонент. Любые смеси сырья M с растворителем С будут изображаться точками, лежащими на прямой MC
Если добавлять очень малые или очень большие.количества растворителя, то образуются однофазные растворы: в первом случае, т. е. при малом количестве растворителя, образующуюся гомогенную систему можно назвать раствором— растворителя С в сырье М\ во втором случае, наоборот, будем иметь раствор сырья M в растворителе С.
і
¦ 1
¦ S I
При средних расходах растворителя (в пределах между некоторыми точками R и S) любая смесь сырья с растворителем (см., например, система N13 фиг. 65), распадается на две равновесные жидкие фазы (слоя), одну из которых (S1) можно назвать экстрактной фазой или экстрактным раствором, а другую (Ri)—pac?uHamHOu фазой или рафинатным раствором.
В составе экстрактной фазы будет большое количество растворителя и извлекаемого компонента В и небольшое количество компонента А. Ргфинатная же фаза, наоборот, будет состоять из большого количества компонента А и некоторых, сравнительно небольших, количеств растворителя и компонента В.
Из образовавшихся двух равновесных фаз/ в зависимости от удельного веса растворителя и извлекаемого компонента, экстрактный раствор окажется либо в нижнем, либо в верхнем слое.
Если из экстрактной фазы удалить (например, отгонкой) растворитель, получится так называемый экстракт (Э). Из рафинатной фазы, аналогично получается рафинат (P). Содержание компонента А в экстракте будет меньше, а в рафи-нате—больше, чем в исходном сырье М.
Опытным путем можно найти пределы двухфазной системы (область R-S)9 составы экстрактного и рафинатного растворов, а также составы экстракта и рафината, и нанести полученные точки на диаграмму (фиг. 65).
Прямую RiS1, соединяющую точки равновесных фаз, будем называть нодой.
Изменяя в пределах от R до S содержание растворителя н сырье, можно получить ряд равновесных точек и нод, связывающих эти точки (фиг. 66). Соединив точки, принадлежащие одинаковым фазам, получим две кривые: кривую SS'— соответствующую точкам экстрактных растворов и кривую
W—соответствующую точкам равновесных рафинатных растворов.
Пользуясь сырьем M9 продолжать указанные кривые за ределы крайних нод RSr и R'S не удается, так как на участках RM и SC получаются однофазные, нерасслаивающиеся системы.
Для продолжения кривых экстрактного и рафинатного растворов влево и вправо можно использовать следующие два метода.
П е р в'ы й метод. Данный метод заключается * в том, что берется новое сырье M1, состоящее из тех же компонентов А и В, что и сырье М, но с большим содержанием ком-
195
понента А. На фиг. 66 сырье M1 взято по составу таким как рафинат Pi, полученный из рафинатного раствора R1.
Если к сырью TW1 добавлять растворитель в количестве, отвечающем точкам в пределах участка /?t/V3, то образуются равновесные фазы, по которым можно провести ноды, уже полученные при обработке растворителем сырья М. Если же к сырью M1 добавить растворитель в количестве большем, чем то отвечает точке N8, образуются новые равновесные фазы, например, система TV4 дает фазы R4 и S4, которые не могли бы быть получены в случае сырья М.
Таким путем можно продолжить влево кривые экстрактного и рафинатного растворов.
Возьмем теперь сырье M2 с более низким содержанием компонента Л, чем в сырье М. В этом случае, добавляя к сырью M2 соответствующее количество растворителя, можно получить, например, равновесные фазы R8 и S6. Найдя несколько таких точек, можно продлить кривые вправо.
Таким путем можно построить полную кривую равновесия (фиг. 67), верхняя ветвь AS которой отвечает точкам различ-
C
196
+
точкам равно-
рас-
ных экстрактных растворов, а нижняя бєтвь KR весных рафинагных растворов.
Дли каждой температуры имеется своя кривая равновеися. С повышением температуры растворяющая способность творителя увеличивается, в
результате чего область двухфазных систем (т. е. площадь внутри кривой равновесия) уменьшается.
Второй метод. Этот метод близок к первому методу и заключается в том, что вместо того, чтобы брать новое сырье M1 или TW2 берется ра-финатный раствор (например, Rx) или экстрактный раствор (например, S2), полученные при обработке растворителем сырья УИ, и к рафинатному
